1月20日-21日，由電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專委會(huì)、中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)聯(lián)合舉辦的“2019氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì)”在北京成功召開(kāi)。

 

      加拿大皇家科學(xué)院院士張久俊表示，國(guó)家目前的產(chǎn)業(yè)集群已經(jīng)形成一種七大氫產(chǎn)業(yè)集群，但是，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈基本形成非常的不完善，如膜電極和雙電極國(guó)內(nèi)代表性的企業(yè)，輔助系統(tǒng)代表企業(yè)，還有燃料電池電堆企業(yè)，儲(chǔ)氫加氫設(shè)備的代表企業(yè)。建議要謹(jǐn)慎的對(duì)待技術(shù)存在的瓶頸，以及資金的瓶頸，這方面要靠政府的大力支持。新能源產(chǎn)業(yè)的助推手應(yīng)該是政府，要清醒的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。

 

      加拿大皇家科學(xué)院張久俊院士演講實(shí)錄如下：

 

      非常感謝這個(gè)機(jī)會(huì)可以給大家分享一下關(guān)于燃料電池方面的目前的現(xiàn)狀以及前景，今天我主要想跟大家分享一下關(guān)于燃料電池方面，尤其是汽車方面的現(xiàn)狀。

 

      第一部分講一下新能源電動(dòng)車的概況。

 

      我們知道目前使用的燃料車排出的二氧化碳、氧化氮、硫化氮等等對(duì)我們?cè)斐闪艘幌盗械挠绊�，�?duì)我們整體人類的發(fā)展帶來(lái)威脅。所以說(shuō)，尤其在汽車方面，帶來(lái)的污染是不可忽視的。目前，世界上主要的發(fā)達(dá)國(guó)家都把新能源汽車作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略，用電動(dòng)車來(lái)取代燃油。大家認(rèn)為是大勢(shì)所趨，我國(guó)也逐步做起，但是到什么時(shí)候能夠取代，這是個(gè)未知的事。當(dāng)然，我相信也不是完全取代，這個(gè)是我自己的觀點(diǎn)。

 

      我們可以看到前一段時(shí)間，多國(guó)公開(kāi)宣布銷售燃油車：德國(guó)宣布的2030年，法國(guó)宣布到2040年，英國(guó)宣布到2040年，印度是2030年。中國(guó)在這方面也有響應(yīng)，這是國(guó)家政策方面的宣布，加快新能源汽車的發(fā)展。我們看一看什么是新能源汽車，新能源汽車實(shí)際上包括四個(gè)部分，第一個(gè)是全電的，全部用電池的；第二個(gè)插電的；第三個(gè)是油電混合；第四個(gè)是燃料電池。目前世界汽車的總數(shù)量大約是在1.3億輛，2016年簽署的巴黎協(xié)議要把我們的溫度降低2度以內(nèi)我們?nèi)珖?guó)的電動(dòng)汽車必須達(dá)到6億輛。目前全球范圍內(nèi)發(fā)展新能源最熱的熱點(diǎn)就是新能源電動(dòng)車，并有爆發(fā)的趨勢(shì)。我們?cè)谧�的都能感覺(jué)到，但是這個(gè)新能源汽車他的核心的部分是動(dòng)力電池，我們說(shuō)的是燃料電池等等，超級(jí)電容器這方面。

 

      我們看到國(guó)際上的支持力度是非常之大，全球的主要經(jīng)濟(jì)體都把發(fā)展燃料電池尤其是車用燃料電池上升為國(guó)家戰(zhàn)略，包括美國(guó)、中國(guó)、日本、韓國(guó)、歐盟等等。

 

      第二個(gè)我講一下是氫能車用質(zhì)子膜燃料電池他的情況。這一部分我們談到燃料電池，實(shí)際上燃料電池呢不是一種，它是很多種，這里面我列出至少六種，有高溫燃料電池，有低溫燃料電池，有離子交融燃料電池等等。其中我們從那個(gè)圖可以看到，多的那一種就是我們說(shuō)的車用的燃料電池。他叫質(zhì)子膜燃料電池，這個(gè)占整體電池的70%多，這個(gè)在車用里面是最有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)樗�的能量密度比較高，另外他燒的是氫氣，氫氣燒過(guò)了以后排出的是水，零排放等等這些優(yōu)點(diǎn)。使得燃料電池他有很大的優(yōu)勢(shì)在新能源汽車?yán)锩�。什么叫質(zhì)子交換膜燃料電池，他包括正極負(fù)極，然后是膜，他整個(gè)的正極里面氧還原，他就燒我們的氫氣，構(gòu)成電化學(xué)的整體的過(guò)程產(chǎn)生電，這是一個(gè)他的主要的一個(gè)功能。

 

      那么我們?cè)倏匆豢次覀冑|(zhì)子交換膜燃料電池他系統(tǒng)的價(jià)格以及我們電能的價(jià)格，我們剛才劉博士說(shuō)了，這邊一個(gè)是美國(guó)能源部的，目前整個(gè)的燃料電池系統(tǒng)大約的價(jià)格目前大約在六十千瓦，到了2020年要達(dá)到40個(gè)每千瓦，中級(jí)的目標(biāo)是30個(gè)US。我們這里面有個(gè)圖，這個(gè)圖就是說(shuō)其中有47%的價(jià)格來(lái)自于我們的催化劑和膜，催化劑的催化層，其中有24個(gè)基本上來(lái)自于我們的膜，這整體就是他這個(gè)系統(tǒng)就是他的情況。其中催化劑和催化層占了很大的比例，一直到現(xiàn)在也是這種情況，所以說(shuō)降低燃料電池的成本是我們真正產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

 

      在這里邊其中降低膜連擊及其重要，我們什么樣的單電池，他的性能指標(biāo)達(dá)到什么樣的指標(biāo)才能夠商品化呢，這個(gè)地方列出了三個(gè)指標(biāo)，第一個(gè)是他的電池的電壓，在兩安每平方米的情況下他要大于0.6V；第二個(gè)PT催化劑的質(zhì)量要大于現(xiàn)有的催化劑的5倍，他的質(zhì)量活性；另外一個(gè)膜電極的氧氣傳輸速率要大于現(xiàn)在的2倍，這是很大的商品化的指標(biāo)。

 

      我們看一看氫質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑的現(xiàn)狀，現(xiàn)在的主要的催化劑包括很多催化進(jìn)目前的狀況是在虛線的地方，綠色的顏色證明這個(gè)催化劑現(xiàn)在目前可以商業(yè)化使用了，黃色的稍微差一點(diǎn)，紅色的呢，就有點(diǎn)離譜，只不過(guò)概念上，我們目前看還是鉑催化劑是目前燃料電池最靠譜的催化劑，也是目前比較實(shí)用的催化劑。

 

      關(guān)于燃料電池的核心技術(shù)方面，包括我們剛才說(shuō)的鉑催化劑，包括我們的膜，這個(gè)也是目前的核心技術(shù)，國(guó)外用的是另一種，我們國(guó)內(nèi)發(fā)展最好的是山東的東岳，他的膜是現(xiàn)在最好的膜，另外的雙極板也是燃料電池的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)在主要的發(fā)展在金屬雙極板，這也是核心技術(shù)。

 

      第三個(gè)重要的核心技術(shù)是我們說(shuō)的膜電極這是核心技術(shù)在這幾種核心技術(shù)，第四個(gè)是我們的空氣棒，這個(gè)空氣棒要打到三大氣壓，這個(gè)沒(méi)有油封的這種棒的話，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有達(dá)到真正的商品化，現(xiàn)在還是靠進(jìn)口這也是一個(gè)非常重要的核心技術(shù)。四大核心基本上是五個(gè)核心技術(shù)�，F(xiàn)在我們基本上是靠進(jìn)口。所以呢這是核心技術(shù)，那么講到燃料電池系統(tǒng)呢，實(shí)際上說(shuō)起來(lái)是非常簡(jiǎn)單，他就是一個(gè)空氣壓縮機(jī)，中間的燃料電池堆里面，我們的發(fā)電來(lái)帶動(dòng)我們的汽車，這是一個(gè)，關(guān)于這方面呢，我在過(guò)去的十幾年內(nèi)在國(guó)外也編入了和我的同事編著了很多方面的書(shū)，其中有那么幾本是關(guān)于燃料電池的書(shū)，大家如果感興趣的話可以搜索中文拼音的名字，這個(gè)書(shū)比較貴。

 

      第三部分想跟大家分享一下車用氫燃料電池的示范以及市場(chǎng)。這個(gè)劉博士已經(jīng)講了很多了，我們?cè)倏匆豢磭?guó)內(nèi)外的狀況，國(guó)外的狀況燃料電池已經(jīng)進(jìn)入第三代的燃料電池的汽車示范。各個(gè)大的汽車公司都在發(fā)展動(dòng)力電源，國(guó)內(nèi)目前也進(jìn)入到“十三五”的推廣示范階段，我們可以感受到國(guó)內(nèi)很多汽車廠都有自己的燃料電池汽車。我們看一看全球燃料電池汽車的市場(chǎng)規(guī)模，在這方面那，我們首先看一看2017到2030年全球燃料汽車銷量的預(yù)測(cè)，到2030年以前燃料電池汽車將成為全球汽車市場(chǎng)增速最快的細(xì)分市場(chǎng)，他銷售的預(yù)測(cè)大約是在2000多億美元這么一個(gè)大的規(guī)模，從目前開(kāi)始呈現(xiàn)一個(gè)爆發(fā)式的趨勢(shì)。這也是一個(gè)很大的信號(hào)，燃料電池發(fā)展的信號(hào)。

 

      目前我們的質(zhì)子交換膜燃料電池已經(jīng)公認(rèn)為終極的主電源，一個(gè)車主要的電源是燃料電池，肯定還有另外一部分或者是燃油，或者是電池，他占的比例非常小。我們可以看到市場(chǎng)規(guī)模到2025年將達(dá)到230億美元，這里面90%的是我們車用的燃料電池。

 

      第四個(gè)部分講一下燃料電池商業(yè)化，我這里列出了日本、北美、歐洲，中國(guó)典型的企業(yè)以及基礎(chǔ)設(shè)施，我們可以看到各個(gè)國(guó)家都有自己比較典型的汽車，尤其我們中國(guó)的上汽集團(tuán)啊，等等，現(xiàn)在有的汽車已經(jīng)在路上跑了。我們看看對(duì)于整個(gè)的燃料電池汽車系統(tǒng)他的成本構(gòu)成，燃料電池汽車他的成本構(gòu)成，主要是膜電極阻斷，高壓儲(chǔ)氫罐占了25%30%，雙極板占到5%-10%，其中零部件的占比比較大，所以規(guī)�；�的生產(chǎn)要提高技術(shù)水平的提高，以及降低我們的成本。另外我們看美國(guó)能源部對(duì)質(zhì)子交換膜·的應(yīng)用性能及可商品化的價(jià)格指標(biāo)，到2020年要達(dá)到650瓦每升，我們目前的水平大概在三瓦，長(zhǎng)期能達(dá)到八百五十瓦，我們?nèi)剂想姵夭幌皲囯姵兀�他是你通了氫氣之后直接轉(zhuǎn)變，不存在充放電的問(wèn)題。他要操作呢是一直在操作，他的壽命要達(dá)到五千個(gè)小時(shí)，長(zhǎng)期的達(dá)到八千個(gè)小時(shí)，現(xiàn)在他說(shuō)能達(dá)到五千個(gè)小時(shí)，其實(shí)最可靠的也就是三千小時(shí)左右，離我們的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，規(guī)�；�的生產(chǎn)成本2020年達(dá)到40美元每千瓦，我們看看主要的質(zhì)子交換膜汽車的性能的參數(shù)，我們這里邊列出了豐田，現(xiàn)代，通用，日產(chǎn)，奔馳，以及上海榮威，我們可以看到各種的按照汽車的各種參數(shù)，都有一些很好的比較，這個(gè)我就不詳細(xì)的給大家分享了。

 

      我們可以看一個(gè)非常好的燃料電池車就是日本的（豐田）Mirai，這個(gè)車我們可以看到他認(rèn)為目前世界上最好的一款車，但是你從這個(gè)，你詳細(xì)讀的話你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這里邊政府支持的補(bǔ)貼占了很大的部分。還不能真正的完全達(dá)到一種自我造血的功能，能賺錢的水平，這就是代表了整個(gè)汽車行業(yè)的一個(gè)代表，那么我們國(guó)家在汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一種七大氫產(chǎn)業(yè)集群，重點(diǎn)企業(yè)合縱連橫將加速區(qū)域性整合和跨區(qū)域的投資并購(gòu)�；瑒�(dòng)，華南氫產(chǎn)業(yè)集群，華中氫產(chǎn)業(yè)集群，華北氫產(chǎn)業(yè)集群，東北氫產(chǎn)業(yè)集群，這個(gè)是西北氫產(chǎn)業(yè)集群，總體我們國(guó)家目前的產(chǎn)業(yè)集群已經(jīng)形成。但是還在形成的過(guò)程中間，我們看看產(chǎn)業(yè)鏈的問(wèn)題，我們?nèi)剂想姵禺a(chǎn)業(yè)鏈基本形成非常的不完善，比如說(shuō)膜電極和雙電極國(guó)內(nèi)代表性的企業(yè)，我們看看輔助系統(tǒng)代表企業(yè)，還有燃料電池電堆企業(yè)，儲(chǔ)氫加氫設(shè)備的代表企業(yè)，我們中國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈基本形成但是不完善。

 

      第五個(gè)跟大家分享的是質(zhì)子交換膜電子車國(guó)內(nèi)外的差距。說(shuō)你能不能把我們國(guó)內(nèi)外的差距給我們說(shuō)一說(shuō)，第一個(gè)我們可以看到整車的集成技術(shù)方面，整體的是比較典型的汽車，目前中國(guó)自主研發(fā)的汽車在開(kāi)發(fā)整車動(dòng)力性，續(xù)航歷程，儲(chǔ)氫系統(tǒng)與國(guó)外還有一定的差距，尤其在高性能的空壓機(jī)尤其是膜電極主要是從八個(gè)維度過(guò)來(lái)的，這個(gè)是核心技術(shù)的公關(guān)是非常非常的重要。當(dāng)然在其他的燃料的水平，與國(guó)外基本上處在同時(shí)的水平，我們看看尤其在關(guān)鍵材料發(fā)展的規(guī)避上，我列出國(guó)際水平與國(guó)內(nèi)水平的目前的現(xiàn)狀，我們得出的結(jié)論可以看到差距很大。我們要清醒的看到這一點(diǎn)。

 

      關(guān)于氫氣罐的安全問(wèn)題，這是我們必須考慮的問(wèn)題。氫分子是非常非常小的分子，它容易穿透任何材料基本上，尤其金屬材料，他穿透以后這個(gè)就泄露，這就是一個(gè)問(wèn)題，但是呢目前發(fā)展的氫氣罐，這個(gè)氫氣罐呢，他使用的材料呢，以及碳纖維材料可以把空氣完全的密封住。那么這是一個(gè)典型的一種氫氣罐，這是用在汽車上的，我們可以看到他的氫氣罐四周有很多的裝備，一些防止他的泄露。這個(gè)氫氣罐里面儲(chǔ)存的氫氣是七百個(gè)大氣量，一個(gè)罐里裝五公斤的氫，基本上能跑五百公里目前氫氣罐實(shí)際上是非常安全的，但是呢我們?nèi)祟�，目前人�?duì)我們的大眾對(duì)于氫氣的安全問(wèn)題沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)，一提到氫大家很快的與氫彈聯(lián)系起來(lái)，個(gè)別氫的爆炸，我們知道一個(gè)氧原子加一個(gè)氫原子生成水。他只是汽油燃燒熱量的能量的二十二分之一。氫氣的密度低。及時(shí)燃燒了以后，他的燃燒火苗是直往上飄的，另外他的燃燒速度很快。他們要汽油在你身上使勁燒，把你燒死為止，所以燃料電池還是比較安全的也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是可以使用的。

 

      但是目前在我們中國(guó)氫氣還屬于�；�品，我們的萬(wàn)鋼主席準(zhǔn)備把�；�品變成燃料，這對(duì)氫能就是很大的促進(jìn)。

 

      第四個(gè)談到氫氣現(xiàn)在必須談到加氫站的問(wèn)題，燃料電池做不到這一點(diǎn)目前。加氫站主要就是把液態(tài)的氫氣通過(guò)加氫站變成高壓的氫氣給燃料電池注氫氣，他充一次只要幾分鐘，不像我們的電池車，充電的話怎么也得一兩個(gè)小時(shí)，當(dāng)然也得充十分鐘，你電池要充五分鐘充滿的話壽命就減少非常多，但是加氫站他加的氫幾分鐘就可以加到。預(yù)計(jì)到2032年加氫的總?cè)萘靠梢猿�過(guò)300萬(wàn)公斤，這個(gè)有很長(zhǎng)的路要走，目前世界上總體有的加氫站大約是320座，我們中國(guó)100座左右。燃料電池與加氫站的問(wèn)題還有個(gè)就是目前加氫站是我們發(fā)展燃料電池發(fā)展最大的障礙之一，目前要發(fā)展一種大卡規(guī)定點(diǎn)的加氫，因?yàn)槿剂想姵氐募託湔军c(diǎn)不夠。但是這個(gè)價(jià)格還是要下降，目前的價(jià)格是60人民幣，我們必須降到35才能和汽油相當(dāng)，我們看到液固氫是不錯(cuò)的選擇，這里面的難度是非常大。

 

      我們看到建立加氫站不考慮土地，我們需要一千到兩千萬(wàn)人民幣。價(jià)格還是太高，這個(gè)阻礙了燃料電池的發(fā)展。所以目前我們說(shuō)發(fā)展加氫站依賴度低的大型的車和公交車為商用化的車是我們的首先。

 

      第八點(diǎn)我講一下車用燃料電池的能起動(dòng)，這個(gè)問(wèn)題也要考利，尤其在我們北方，南方這個(gè)問(wèn)題不顯著，在北方零度以下，我們知道氫氣他的產(chǎn)物是水，水假如不排除的話就會(huì)結(jié)冰，結(jié)冰就會(huì)造成膜電極的結(jié)冰，整個(gè)質(zhì)量下降，我們看世界上主要幾款車他主要的性能，豐田零下30度，本田是零下三十度，現(xiàn)代是負(fù)30度，上汽榮威是負(fù)20度，通用是負(fù)25度。主要的原因是我們的水結(jié)冰。

 

      目前的策略是停車以后采取吹掃，第二種方法是外加電源，第三個(gè)是采用循環(huán)液，冷卻液，這三種方法，現(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題還在研究當(dāng)中。關(guān)于燃料電池的運(yùn)行的衰減這也是我們索要考慮的很大的方面。這個(gè)衰減主要是兩方面的衰減，第一個(gè)是我們用的Pt/C催化劑，這個(gè)就會(huì)對(duì)我們的膜采取攻擊，一個(gè)是變成很薄，第二個(gè)是穿透，這個(gè)是對(duì)膜的供給，第三個(gè)是我們?cè)诓僮鬟^(guò)程中間，我們用的催化劑就可能溶解，一氧化，這個(gè)催化劑失活了，功能就下降了。我們看看上海大學(xué)我們目前，開(kāi)展這方面的技術(shù)和理論創(chuàng)新我就不詳細(xì)的講了，有興趣的話我們下面共同討論我們主要是在燃料電池，在電解水，尤其在關(guān)鍵技術(shù)方面，在雙極板方面我們做的研究，這個(gè)金屬板，冷凍系統(tǒng)，催化劑電解水模擬和方針這個(gè)是我們目前做的工作，最后總結(jié)一下。一個(gè)是發(fā)展新能源是一個(gè)大力產(chǎn)業(yè)，非常大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的潛力也非常巨大。我們尤其中國(guó)人口眾多，更要發(fā)展新能源，但是我們要謹(jǐn)慎的對(duì)待技術(shù)存在的瓶頸，以及我們資金的瓶頸在這方面我們要靠政府的大力支持。新能源產(chǎn)業(yè)的助推手應(yīng)該是政府。這個(gè)是我們要清醒的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。

 

      第二點(diǎn)質(zhì)子交換膜燃料電池目前被公認(rèn)為終極的主電源，目前降低燃料電池的成本是利用主要的方向，兩個(gè)方面。氫能質(zhì)子交融燃料電池呢，比起燃油車貴的很多，剛才劉博士也講了這個(gè)問(wèn)題，目前仍處于示范階段，真正的商業(yè)化還有很艱難的路要走，目前的氫加氫站還不能支持大規(guī)模的商業(yè)化，要發(fā)展液氫加氫站可能是一個(gè)方向，要提高耐久性仍然是我們的主要努力方向，我們應(yīng)該集中在催化劑，膜，雙極板這幾方面發(fā)展我們的核心技術(shù)。對(duì)于這個(gè)車用質(zhì)子交換膜燃料電池的商業(yè)化，因?yàn)槲覀兛吹姐K以及他的催化劑占到40%多，因此我們國(guó)家也要掌握燃料電池的核心技術(shù)，因?yàn)槲覀冎�道，世界的最后的能源就是氫能。他就是氫能是一個(gè)永久的能源，發(fā)展燃料電池是勢(shì)在必行。

 

      這是我們的團(tuán)隊(duì)，感謝他們的支持，以及我們上海市的一些支持，感謝大家。

      (根據(jù)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)演講整理，未經(jīng)本人審閱。)